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摘要: 现如今，现代化建设普遍应用于城市建设中，这推动了我国高层建筑发展前进的步伐，由于人们对建筑施工的要求不断提高，使得建筑技术将面临更高的挑战。因此，从建筑工程结构设计方面入手，进行改进，从而扩大建筑工程的发挥空间。基于此，本文主要对建筑工程结构设计的优化措施进行了探讨。
关键词：建筑工程；结构设计；优化措施
Abstract: nowadays, modernization is generally applied to the city construction, this drives forward the country's high building development progress, as people have the requirement of building construction continues to improve, construction technology that could face higher challenge. Therefore, from building engineering structure design aspects, to improve and expand the construction engineering play space. Based on this, this paper focuses on the construction engineering structure design of the measures are discussed.
Keywords: building engineering; Structure design; Optimization measures
中图分类号：TB482.2文献标识码：A 文章编号：
城市高层建筑的高度在不断的进行增加,这就使得高层建筑向侧向位移，所以，在对高层建筑进行操作设计时，在确保具有一定强度的同时,还应该使结构刚度适宜,使得其在结构上的自振频率等一些有关动力的特性更加合理,从而在一定空间内保证了控制水平作用力下的层位移。除此以外，为了避免高层建筑在大型地震下有倒塌情况的发生,一定要具备必要的强度,以清晰明了的概念设计和科学合理的构造措施为基础,将全部结构、尤其也要注意提高薄弱层面的变形能力,以确保结构的延性。
1 有关建筑结构的分析
（1）关于刚性楼板的分析。在计算高层建筑的位移和内力的过程中，一般情况是假设楼板与本身平面内的刚性是无限的,如果平面外刚度极小，就将其排除在计算范围之外，在以刚性楼板为假设的前提下,还要在设计过程中运用一些措施以保证楼板平面内整体刚度。（2）小变形分析。基本假设在所有的方法中都是经常运用的。但专家们在研究非线性问题后得出了新的结论，将P—Δ效应考虑在计算内的条件是通常在顶点水平位移与建筑物高度的比值大于1/500时。（3）计算图形的分析。有关高层建筑结构的体系，进行全面分析时所使用的计算图形分为：一维和二维协同分析、三维空间分析。（4）结构材料的分析。假定线弹性作用于建筑结构的位移、内力时,一般情况下假设成构件与结构处在弹性工作情况下,以弹性理论为依据进行研究,但关于连梁及框架梁等一些构件则需要由局部塑性变形而产生的内力重分布做出研究。在计算地震环境下，建筑结构易变形的薄弱层，应依据弹塑性方面分析其方法。
2优化有关建筑工程结构设计的方案
2.1优化一些有关独立基础设计的荷载取值
对于一些钢筋混凝土进行多层次框架设计时，房屋一般采用的方法是柱下独立基础，如果在地基的重点受力层范围以内不具有软弱的粘性土层时，在小于8层并且高度小于等于25m的普通民用框架房屋或是具有一定的荷载范围的多层框架厂房，可以不用进行验算地基和最基本的抗震承载能力。但具有该特点的房屋在对其进行基础设计时也要将风荷载的影响算在考虑范围内。所以，在对使用钢筋混凝土的多层框架房屋进行整体计算分析时，必须将风荷载这一因素输入，不能因为地震区的高层建筑之外的普通建筑风荷载缺乏控制作用就将其忽视；另一方面，在进行独立设计基础的时候，在有关基础上的外荷载柱的脚内力设计值，只取弯矩设计值以及轴力设计值，有时候也不依据弯矩设计值。以上两方面最终会导致基础设计的配筋偏少，威胁基础及上部结构安全。
2.2对基础拉梁设计的优化
若出现多层框架的房屋在基础埋深值较大的情况，为了计算小底层柱的长度以及减小底层的位移，在±0.000之内的合理位置进行基础拉梁的设置，但在设计时不能按构造要求进行设置，应该按框架梁进行设计，依据相关规定设置箍筋加密区。从抗震方面来考虑施工，在基础方案应采用短柱。一般情况下，在独立基础埋置不深时，会出现不良的地基等状况，根据抗震的需求，可顺应两个主轴的旋转方向对基础拉梁进行构造设置。对于基础拉梁的截面宽度和高度都有要求，宽度在柱中心距1/20～1/30处，高度于柱中心距1/10～1/15处。因此构造基础拉梁截面应在上述限值范围内，对于纵向受力钢筋，采用的计算依据有要取在所连接柱子最大的轴力设计值的10%为压力或拉力进行计算，在为构造选择钢筋时，应遵循最小配筋率的要求。基础拉梁顶标一般情况下都与基础顶标高一致，在出现框架底层的层高不足或者基础埋置较浅的情况时，有时需要比较大的设计基础拉梁，也便于通过拉梁这种方式来平衡柱底的弯矩。此时，拉梁钢筋就要进行通常设计。拉梁的正负弯矩钢筋有框架柱之内的拉梁箍筋、加密锚固以及有关于抗震构造的需要应全部符合上部框架梁。
2.3合理优化柱箍筋与框架梁的间距
按照上述规定，通常情况下，工程常取柱、梁在箍筋加密区的间距和非加密区箍筋间距的最大值分别为100mm和200mm。在电算程序全部信息中一般内定的柱、梁箍筋加密区的间距为100mm，并以此为计算出加密区箍筋面积的凭证，因此设计人员应按照规范明确箍筋直径和肢数。然而，在内定程序的状态下，在框架梁的跨中位置有起集中荷载作用的次梁而箍筋却仅有两肢时，可对箍筋进行合理的加密或增加箍筋直径。在框架内定柱的加密区的箍筋是有要求的，是在100mm的间距时，在一般时候，框架柱或许会因为非加密区的箍筋采用200mm的间距而出现配箍不足的情况。所以，合理的强化箍筋直径以及加密箍筋的间距。这都是我们需要注意的关键，在验算柱、梁箍筋非加密区的配箍时，应以加密区的终点处为剪力设计值，且不计算剪力增大系数。
2.4优化结构周期的折減系数
框架与框架结构，因为存在填充墙，结构实际的刚度要大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，如果地震剪力的结果偏小，结构就处于危险的状态下，所以一定要折减结构计算的周期，然而，不折减计算框架结构的周期或者折减系数取值过大都是不正确的做法。从框架结构方面来看，使用砌体填充墙面时，其周期的折减系数处在0.6～0.7这个范围以内；在砌体填充墙过少或者使用轻质砌块的时候，取值在0.7～0.8之间；采用的完全是轻质墙体板的时候，取值在0.9。不折减计算周期的情况要以无墙的纯框架为前提。
2.5全面优化框架计算简图
对于没有地下室采用钢筋混凝土的多层框架房屋来讲，独立基础的埋置过深，大约在-0.30m无基础拉梁的情况下，应输入基础拉梁按层Ⅰ。例如：某项目是3层钢筋混凝土的框架结构，属丙类建筑，其建筑场地是Ⅱ类； 3.2m层高，1.0m的基础埋深，基础高度为0.7m，室内外高差为0.30m。在震区为7度时，该工程的框架结构气抗震等级是三级。设计者在计算时应以3层框架房屋计算，首层层高为3.5m，即假如框架房屋嵌固于-0.30m基础拉梁的顶面；配筋与截面按构造设计；以中心受压计算其基础。明显看出，用此种计算简图并不恰当。在设拉梁层的时候，通常来说，将底层柱配筋控制基础顶面处的截面与控制基础拉梁顶面的截面进行对比。由于地基土具有约束性的计算简图，在进行电算时，基础拉梁要按层1输入，输入基础拉梁墙荷，设计配筋时按电算结果为准。
3结语
综上所述，伴随着高层建筑的不断进步和发展,高层建筑的材料、形式、力学分析的模型日益复杂多变。优化建筑工程结构并对其进行设计处理，以达到从整体上优化建筑结构设计的最终目的，从而使得建筑在设计要求上更科学、经济及合理。
[参考文献]
[1]陈雷.建筑工程结构设计总说明中的问题[J].工程建设与档案，2003（4）.
[2]苏英.高层建筑结构设计的几个问题[J].科技信息(学术研究),2007(16).
[3]闵小双.概念设计在建筑结构设计中的意义[J].科技咨询导报,2007(02).
[4]徐银夫.关于高层建筑结构设计的研究[J].科技经济市场,2006(02).
个人简介：周三程,男，广西桂林人，助理工程师，学士学位，从事结构设计工作。
关键词：建筑工程；结构设计；优化措施
Abstract: nowadays, modernization is generally applied to the city construction, this drives forward the country's high building development progress, as people have the requirement of building construction continues to improve, construction technology that could face higher challenge. Therefore, from building engineering structure design aspects, to improve and expand the construction engineering play space. Based on this, this paper focuses on the construction engineering structure design of the measures are discussed.
Keywords: building engineering; Structure design; Optimization measures
中图分类号：TB482.2文献标识码：A 文章编号：
城市高层建筑的高度在不断的进行增加,这就使得高层建筑向侧向位移，所以，在对高层建筑进行操作设计时，在确保具有一定强度的同时,还应该使结构刚度适宜,使得其在结构上的自振频率等一些有关动力的特性更加合理,从而在一定空间内保证了控制水平作用力下的层位移。除此以外，为了避免高层建筑在大型地震下有倒塌情况的发生,一定要具备必要的强度,以清晰明了的概念设计和科学合理的构造措施为基础,将全部结构、尤其也要注意提高薄弱层面的变形能力,以确保结构的延性。
1 有关建筑结构的分析
（1）关于刚性楼板的分析。在计算高层建筑的位移和内力的过程中，一般情况是假设楼板与本身平面内的刚性是无限的,如果平面外刚度极小，就将其排除在计算范围之外，在以刚性楼板为假设的前提下,还要在设计过程中运用一些措施以保证楼板平面内整体刚度。（2）小变形分析。基本假设在所有的方法中都是经常运用的。但专家们在研究非线性问题后得出了新的结论，将P—Δ效应考虑在计算内的条件是通常在顶点水平位移与建筑物高度的比值大于1/500时。（3）计算图形的分析。有关高层建筑结构的体系，进行全面分析时所使用的计算图形分为：一维和二维协同分析、三维空间分析。（4）结构材料的分析。假定线弹性作用于建筑结构的位移、内力时,一般情况下假设成构件与结构处在弹性工作情况下,以弹性理论为依据进行研究,但关于连梁及框架梁等一些构件则需要由局部塑性变形而产生的内力重分布做出研究。在计算地震环境下，建筑结构易变形的薄弱层，应依据弹塑性方面分析其方法。
2优化有关建筑工程结构设计的方案
2.1优化一些有关独立基础设计的荷载取值
对于一些钢筋混凝土进行多层次框架设计时，房屋一般采用的方法是柱下独立基础，如果在地基的重点受力层范围以内不具有软弱的粘性土层时，在小于8层并且高度小于等于25m的普通民用框架房屋或是具有一定的荷载范围的多层框架厂房，可以不用进行验算地基和最基本的抗震承载能力。但具有该特点的房屋在对其进行基础设计时也要将风荷载的影响算在考虑范围内。所以，在对使用钢筋混凝土的多层框架房屋进行整体计算分析时，必须将风荷载这一因素输入，不能因为地震区的高层建筑之外的普通建筑风荷载缺乏控制作用就将其忽视；另一方面，在进行独立设计基础的时候，在有关基础上的外荷载柱的脚内力设计值，只取弯矩设计值以及轴力设计值，有时候也不依据弯矩设计值。以上两方面最终会导致基础设计的配筋偏少，威胁基础及上部结构安全。
2.2对基础拉梁设计的优化
若出现多层框架的房屋在基础埋深值较大的情况，为了计算小底层柱的长度以及减小底层的位移，在±0.000之内的合理位置进行基础拉梁的设置，但在设计时不能按构造要求进行设置，应该按框架梁进行设计，依据相关规定设置箍筋加密区。从抗震方面来考虑施工，在基础方案应采用短柱。一般情况下，在独立基础埋置不深时，会出现不良的地基等状况，根据抗震的需求，可顺应两个主轴的旋转方向对基础拉梁进行构造设置。对于基础拉梁的截面宽度和高度都有要求，宽度在柱中心距1/20～1/30处，高度于柱中心距1/10～1/15处。因此构造基础拉梁截面应在上述限值范围内，对于纵向受力钢筋，采用的计算依据有要取在所连接柱子最大的轴力设计值的10%为压力或拉力进行计算，在为构造选择钢筋时，应遵循最小配筋率的要求。基础拉梁顶标一般情况下都与基础顶标高一致，在出现框架底层的层高不足或者基础埋置较浅的情况时，有时需要比较大的设计基础拉梁，也便于通过拉梁这种方式来平衡柱底的弯矩。此时，拉梁钢筋就要进行通常设计。拉梁的正负弯矩钢筋有框架柱之内的拉梁箍筋、加密锚固以及有关于抗震构造的需要应全部符合上部框架梁。
2.3合理优化柱箍筋与框架梁的间距
按照上述规定，通常情况下，工程常取柱、梁在箍筋加密区的间距和非加密区箍筋间距的最大值分别为100mm和200mm。在电算程序全部信息中一般内定的柱、梁箍筋加密区的间距为100mm，并以此为计算出加密区箍筋面积的凭证，因此设计人员应按照规范明确箍筋直径和肢数。然而，在内定程序的状态下，在框架梁的跨中位置有起集中荷载作用的次梁而箍筋却仅有两肢时，可对箍筋进行合理的加密或增加箍筋直径。在框架内定柱的加密区的箍筋是有要求的，是在100mm的间距时，在一般时候，框架柱或许会因为非加密区的箍筋采用200mm的间距而出现配箍不足的情况。所以，合理的强化箍筋直径以及加密箍筋的间距。这都是我们需要注意的关键，在验算柱、梁箍筋非加密区的配箍时，应以加密区的终点处为剪力设计值，且不计算剪力增大系数。
2.4优化结构周期的折減系数
框架与框架结构，因为存在填充墙，结构实际的刚度要大于计算刚度，计算周期大于实际周期，因此，如果地震剪力的结果偏小，结构就处于危险的状态下，所以一定要折减结构计算的周期，然而，不折减计算框架结构的周期或者折减系数取值过大都是不正确的做法。从框架结构方面来看，使用砌体填充墙面时，其周期的折减系数处在0.6～0.7这个范围以内；在砌体填充墙过少或者使用轻质砌块的时候，取值在0.7～0.8之间；采用的完全是轻质墙体板的时候，取值在0.9。不折减计算周期的情况要以无墙的纯框架为前提。
2.5全面优化框架计算简图
对于没有地下室采用钢筋混凝土的多层框架房屋来讲，独立基础的埋置过深，大约在-0.30m无基础拉梁的情况下，应输入基础拉梁按层Ⅰ。例如：某项目是3层钢筋混凝土的框架结构，属丙类建筑，其建筑场地是Ⅱ类； 3.2m层高，1.0m的基础埋深，基础高度为0.7m，室内外高差为0.30m。在震区为7度时，该工程的框架结构气抗震等级是三级。设计者在计算时应以3层框架房屋计算，首层层高为3.5m，即假如框架房屋嵌固于-0.30m基础拉梁的顶面；配筋与截面按构造设计；以中心受压计算其基础。明显看出，用此种计算简图并不恰当。在设拉梁层的时候，通常来说，将底层柱配筋控制基础顶面处的截面与控制基础拉梁顶面的截面进行对比。由于地基土具有约束性的计算简图，在进行电算时，基础拉梁要按层1输入，输入基础拉梁墙荷，设计配筋时按电算结果为准。
3结语
综上所述，伴随着高层建筑的不断进步和发展,高层建筑的材料、形式、力学分析的模型日益复杂多变。优化建筑工程结构并对其进行设计处理，以达到从整体上优化建筑结构设计的最终目的，从而使得建筑在设计要求上更科学、经济及合理。
[参考文献]
[1]陈雷.建筑工程结构设计总说明中的问题[J].工程建设与档案，2003（4）.
[2]苏英.高层建筑结构设计的几个问题[J].科技信息(学术研究),2007(16).
[3]闵小双.概念设计在建筑结构设计中的意义[J].科技咨询导报,2007(02).
[4]徐银夫.关于高层建筑结构设计的研究[J].科技经济市场,2006(02).
个人简介：周三程,男，广西桂林人，助理工程师，学士学位，从事结构设计工作。